易错点06 牛顿运动定律的综合运用（解析版）-备战2022年高考物理典型易错题辨析与精练

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易错点 06 牛顿运动定律的综合运用
易错总结
动力学中的临界极值问题临界或极值条件的标志
(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点；
(2)若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，
而这些起止点往往就对应临界状态；
(3)若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值
点往往是临界点；
(4)若题目要求“最终加速度”、“稳定加速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度．
解题方法
一、超重和失重现象判断的“三”技巧
(1)从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处
于失重状态，等于零时处于完全失重状态．
(2)从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，
向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态．
(3)从速度变化的角度判断
① 物体向上加速或向下减速时，超重；
② 物体向下加速或向上减速时，失重．
二、动力学中的“四种”典型临界条件
(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是：弹力 FN＝0.
(2)相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对滑动的临界条件是：
静摩擦力达到最大值．
(3)绳子断裂与松驰的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等
于它所能承受的最大张力，绳子松驰的临界条件是：FT＝0.
(4)加速度变化时，速度达到最值的临界条件：当加速度变为零时．
三、“传送带模型”问题两类传送带模型
(1)水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断．判断摩擦力时要注意比较
物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移 x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等．
物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻．
(2)倾斜传送带问题：求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩
擦力作用．如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运
动情况．当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变．
四、“滑块—木板模型”问题
1．问题的特点
滑块—木板类问题涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动．
2．常见的两种位移关系
滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板向同一方向运动，则滑块的位移和木板的位移之
差等于木板的长度；若滑块和木板向相反方向运动，则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度．
3．解题方法
此类问题涉及两个物体、多个运动过程，并且物体间还存在相对运动，所以应准确求出各物体在各个运动
过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变)，找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题
的突破口．求解中应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度．
【易错跟踪训练】
易错类型 1：对物理概念理解不透彻
1．（2020·平遥县第二中学校高三月考）关于超重和失重的下列说法中，正确的是（　　）
A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了
B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用
C．物体具有向上的加速度时处于超重状态，物体具有向下的加速度时处于失重状态
D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化
【答案】D
【详解】
ABD．超重是物体所受到的支持力或拉力大于重力的现象，失重是物体所受的支持力或拉力小于重力的现
象，当支持力或拉力等于零时，物体处于完全失重状态，即自由落体运动属于完全失重状态。所以物体处
于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化。AB 错误，D正确；
C．当物体随着倾斜的传动带向上加速运动时，传送带对物体的支持力是小于重力的，此时物体不属于超
重状态。在坐过山车时，在最高点时，如果速度够大，是有可能座椅对人的支持力大于重力的，此时就属
于超重状态，但是加速度是向下的。所以根据加速度方向判断超重还是失重是不准确的。C错误。
故选 D。
2．（2019·大名县第一中学高三期末）如图甲所示，足够长的固定光滑细杆与地面成一定夹角，在杆上套
有一个光滑小环， 沿杆方向给环施加一个拉力
F，使环由静止开始运动，已知拉力 F 及小环速度 v 随时
间 t变化的规律如图乙所示，重力加速度 g 取 10 m/s2.则以下判断正确的是( )
A．小环的质量是 2 kg
B．细杆与地面间的夹角是 30°
C．前 3 s 内拉力 F 的最大功率是 2.5 W
D．前 3 s 内小环机械能的增加量是 6.25 J
【答案】C
【详解】
AB．从速度时间图象得到环先匀加速上升，然后匀速运动，根据牛顿第二定律，有第1s 内，速度不断变
大，由图象可得：加速度为 ；加速阶段：F1-mgsinθ=ma；匀速阶段：F2-
mgsinθ=0；联立解得：m=1kg，sinθ=0.45，则细杆与地面间的倾角不等于 30°，故AB 错误；
C．第1s 内，速度不断变大，拉力的瞬时功率也不断变大，第1秒末，P=Fv=5×0.5=2.5W；第一秒末到第
三秒末，P=Fv=4.5×0.5=2.25W，即拉力的最大功率为2.5W，故C正确；
D．从速度时间图象可以得到，前1s 的位移为 0.25m，2到3s 位移为 1m；前3s 拉力做的功为：
W=5×0.25+4.5×1=5.75J，故D错误；
故选 C．
3．（2022·全国高三专题练习）如图所示，处于自然状态下的轻弹簧一端固定在水平地面上，质量为m的
小球从弹簧的另一端所在位置由静止释放，设小球和弹簧一直处于竖直方向，弹簧的劲度系数为k，重力
加速度为 g。在小球将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述中不正确的是（　　）
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